(57)【要約】    【課題】  トイレブースの壁を誤検知することなく、便器前方ないしは斜め前方に広い検知領域を確保する。    【解決手段】  便器本体１の前面部に設置された複数の人体検知センサ４と、複数の人体検知センサ４の検知結果に基づいて洗浄動作を制御する制御部と、を備える。複数の人体検知センサ４は、水平方向において指向する方向が互いに異なり、かつ、それぞれが検知可能な領域３１，３２の最遠点３４，３５までの距離を個別に設定可能である。    【選択図】  図３
2005299342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器本体の前面部に設置された複数の人体検知センサと、
前記複数の人体検知センサの検知結果に基づいて洗浄動作を制御する制御部と、を備えた便器装置であって、
前記複数の人体検知センサは、水平方向において指向する方向が互いに異なり、かつ、それぞれが検知可能な領域の最遠点までの距離を個別に設定可能である便器装置。
【請求項２】
前記制御部は、どの人体検知センサが人体を検知したかにより、異なるしきい値を適用して大洗浄及び小洗浄の区別を行うように制御する請求項１記載の便器装置。
【請求項３】
前記複数の人体検知センサは、前記便器本体の前方の人体を検知する前方検知センサと、前記前方検知センサより側方の人体を検知する側方検知センサとを含み、
前記制御部が前記大洗浄及び小洗浄の区別に用いるしきい値は、前記前方検知センサに適用されるしきい値が、前記側方検知センサに適用されるしきい値よりも時間が長い、請求項２記載の便器装置。
【請求項４】
前記複数の人体検知センサの指向方向は水平面よりもやや上向きである、請求項１から３のいずれかに記載の便器装置。
【請求項５】
前記複数の人体検知センサは、それらを一体にしたセンサモジュールで構成されていて、前記センサモジュールが前記便器本体の前面部の一箇所に取り付けられている、請求項１から３のいずれかに記載の便器装置。
【請求項６】
前記センサモジュールは、前記複数の人体検知センサごとに異なる発光装置と、前記複数の人体検知センサに共通の受光装置とを備え、前記異なる発光装置は、それぞれ異なるタイミングで駆動される、請求項５記載の便器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体検知センサを備えた便器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水洗便器に人体検知センサを備え、人体を検出する時間の長さに応じて大便か小便かの判定を行い、それに見合った洗浄水量で洗浄を行う技術が、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、水洗便器に取り付けられた人体検知センサは、トイレブースの壁を間違って人だと検知してしまわないように検知領域を補正できる機能を備えている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９７７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トイレブースは、便器から側壁までの距離の方が、便器から前方の壁までの距離よりも短いことが多い。従って、側壁を誤検知しないように検知領域を設定すると、便器前方ないしは斜め前方の検知領域が狭くなり、正しく検出できない場合がある。
【０００６】
また、従来は、便器の使用者が男性であるか、または女性であるかの判定を行っていない。従って、使用者が男女のいずれであるかにかかわらず同じ基準で洗浄を行っている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、トイレブースの壁を誤検知することなく、便器前方ないしは斜め前方に広い検知領域を確保することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、便器の使用者が男性であるか女性であるかを判定し、それに応じた便器洗浄を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの実施態様に従う便器装置は、便器本体の前面部に設置された複数の人体検知センサと、前記複数の人体検知センサの検知結果に基づいて洗浄動作を制御する制御部と、を備える。そして、前記複数の人体検知センサは、水平方向において指向する方向が互いに異なり、かつ、それぞれが検知可能な領域の最遠点までの距離を個別に設定可能である。
【００１０】
好適な実施形態では、前記制御部は、どの人体検知センサが人体を検知したかにより、異なるしきい値を適用して大洗浄及び小洗浄の区別を行うように制御するようにしてもよい。
【００１１】
好適な実施形態では、前記複数の人体検知センサは、前記便器本体の前方の人体を検知する前方検知センサと、前記前方検知センサより側方の人体を検知する側方検知センサとを含んでもよい。そして、前記制御部が前記大洗浄及び小洗浄の区別に用いるしきい値は、前記前方検知センサに適用されるしきい値が、前記側方検知センサに適用されるしきい値よりも時間が長くなるように設定できる。
【００１２】
好適な実施形態では、前記複数の人体検知センサの指向方向は水平面よりもやや上向きであってもよい。
【００１３】
好適な実施形態では、前記複数の人体検知センサは、それらを一体にしたセンサモジュールで構成されていて、前記センサモジュールが前記便器本体の前面部の一箇所に取り付けることができる。
【００１４】
好適な実施形態では、前記センサモジュールは、前記複数の人体検知センサごとに異なる発光装置と、前記複数の人体検知センサに共通の受光装置とを備えてもよい。そして、前記異なる発光装置は、それぞれ異なるタイミングで駆動されるようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る便器装置について、図面を用いて説明する。図１は、便器本体１の前面下方に人体検知センサを配した便器装置の概略図である。便器本体１の上部には便蓋３、及び上部後方には衛生洗浄装置２が配置されている。便器本体１の袴部５の前面に複数の人体検知センサが取り付けられている。複数の人体検知センサは、それらを一体にした人体検知センサユニット（以下、センサユニットという）４であってもよい。
【００１６】
センサユニット４は、本実施形態では２つのセンサが一体となって構成されている。例えば、図２にセンサユニット４の外観の正面図を示す。同図に示すように、センサユニット４は、ユニット本体４１から赤外線などを投光する２つの発光素子４２（４２ａ，４２ｂ）と、発光素子４２から投光された光の反射光を受光する１つの受光素子４３とが露出している。例えば、発光素子４２には赤外線を発光する発光ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、受光素子４３には赤外線を受光する受光ＬＥＤを用いることができる。
【００１７】
ここで、受光素子４３は、各発光素子４２ａ、４２ｂのそれぞれから投光された光の反射光を受光する。すなわち、発光素子４２ａ及び受光素子４３の組み合わせで一方のセンサ（以下、センサＡという）を構成し、発光素子４２ｂ及び受光素子４３の組み合わせで他方のセンサ（以下、センサＢという）を構成する。そして、発光素子４２ａ、４２ｂが投光する方向が互いに異なるため、センサＡ及びセンサＢの検知領域の指向する方向が異なる。本実施形態では、センサＡが便器本体１の斜め前方ないしは側面方向、センサＢが便器本体１の正面方向（前方）を指向する。
【００１８】
次に、センサＡ，Ｂが物体（人体）の存在を検知する検知領域について説明する。各センサの検知領域を示したものが図３である。すなわち、図３は、便器本体１が設置されたトイレブース２０を上から見た模式図である。便器本体１の前面部にセンサユニット４が取り付けられていて、センサＡ及びセンサＢがそれぞれ図示するような検知領域３１，３２を有する。各センサＡ，Ｂは、検知領域３１，３２に物体が存在する場合、それを検知する。各センサＡ，Ｂが物体を検知するための具体的な制御は後述する。検知領域３１と検知領域３２とは、わずかにオーバーラップしている（オーバーラップ領域３３）。検知領域３１，３２は、例えば、それぞれのセンサＡ、Ｂを要とする扇形でもよい。
【００１９】
ここで、各センサＡ，Ｂの検知領域３１，３２は、それぞれ個別に設定可能である。各センサＡ，Ｂから広がる検知領域３１，３２の見開き角α、βは、一定である。見開き角αと見開き角βは同じ角度でもよい。そして、各センサを構成する発光素子４２が出力する光の強度を変更することにより、検知領域の奥行きが可変である。つまり、各センサが検知可能な、それぞれのセンサから最も遠い点（最遠点）３４，３５までの距離が可変である。従って、本実施形態では、センサＡがトイレブース２０の側壁２１を、センサＢがトイレブース２０の正面の壁２２を検知してしまわないように、各センサから最遠点３４，３５までの距離がそれぞれ予め設定されている。この設定は、センサ自身が備える調節機能を用いて自動的に行ってもよいし、便器の取り付け者が手作業で行ってもよい。
【００２０】
さらに、便器本体１を側面から見たときの、検知領域の垂直方向への広がりを図４に示す。まず、センサユニット４を発光素子４２が上、受光素子４３が下になるように便器本体１に配置する。そして、各センサが床面７を検知しないように検知領域を設定する。つまり、検知領域３１，３２の指向方向が水平方向よりもやや上向きになるように設定すると好適である。
【００２１】
ここで、本発明の発明者らが得た知見によると、図５及び図６に示すように、便器を使用する際の便器に対する足位置に男女差があることがわかった。つまり、図５は便器に腰掛けたとき（着座時）の男女別のつま先（ドット）及びかかと（丸にドット）の位置と便器本体１との相対的な位置関係を測定した結果を示す。さらに同図では、男性のかかとの平均位置１０Ｓとつま先の平均位置１０Ｔとから定まる男性の平均の足位置１０と、女性のかかとの平均位置１２Ｓとつま先の平均位置１２Ｔとから定まる女性の平均の足位置１２とを示す。図６は、男性の立ち位置（小便）のつま先（ドット）及びかかと（丸にドット）の位置と便器本体１との相対的な位置関係を測定した結果を示す。そして、図５の場合と同様に、男性の立ち位置のかかとの平均位置１４Ｓとつま先の平均位置１４Ｔとから定まる男性の平均の立ち位置１４を示す。
【００２２】
図５によれば、着座時に、女性は便器本体１の前方に両足をそろえた状態であるのに対し、男性は女性よりもやや両足を開いた状態であることがわかる。そこで、センサＡ及びセンサＢのそれぞれの検知領域を図５のように設定する。すなわち、センサＡの検知領域３１には着座時の男性の足位置１０が入り、且つ女性の足位置１２が入らないように設定し、センサＢの検知領域３２には女性の足位置１２が入り、且つ着座時の男性の足位置１０が入らないように設定する。この結果、使用者が着座している状態のときは、センサＡは男性のみを検出可能であり、センサＢは女性のみを検出可能である。
【００２３】
また、センサＡ、Ｂの検知範囲を上記のように設定すると、図６に示すように男性の小便時の立ち位置は、センサＡ及びセンサＢのいずれでも検知されることがわかる。これらを整理するとセンサＡ、Ｂの検知結果は図７の表のようになる。従って、センサＡ，Ｂの検知結果により、女性、男性（着座時：大便）、男性（立ち：小便）を区別可能であることがわかる。
【００２４】
さらに、本発明の発明者らの別の知見によると、使用者が女性の場合、大便と小便は着座時間の長さにより判別が可能である。このしきい値は、例えば１２０秒でもよい。また、男性の場合は上記のようにセンサにより大便と小便の区別が可能であるが、センサが検知し続ける時間の長さにより判別することも可能である。この場合のしきい値は、例えば９０秒でよい。
【００２５】
次に、本実施形態に係る便器装置の機能構成を図８に示す。すなわち、便器装置は、便器に洗浄水を流すための便器洗浄駆動部１１と、センサユニット４からの出力に基づいて便器洗浄動作を制御する制御部１２とを備える。制御部１２は、便器装置のステータスを示す情報を記憶する記憶部１３を備える。
【００２６】
センサユニット４は、発光素子４２の駆動制御を行い、受光素子４３からの受光信号を受信するプロセッサ４５を、その内部に備える。プロセッサ４５は、例えば図９に示すように、発光素子４２ａに電流を流すタイミングと、発光素子４２ｂに電流を流すタイミングとをずらして、発光素子４２ａ及び発光素子４２ｂが発光するタイミングをずらす。さらに、プロセッサ４５は、受光素子４３からの受光信号を取り込み、受光信号のレベルと予め定められたしきい値のレベルとを比較して物体の有無の判定、すなわち人体の検知をする。このとき、プロセッサ４５は、発光素子４２ａ，４２ｂの駆動タイミングと対応させ、受光素子４３が受光した反射光がいずれの発光素子が投光した光であるかを判定して、いずれのセンサが検知したかを特定する。
【００２７】
そして、センサユニット４は、センサＡおよびセンサＢのそれぞれの検知状態を示す信号、例えば物体を検知したことを示す信号または物体を検知していない（非検知）を示す信号を、制御部１２に対して送信する。
【００２８】
制御部１２は、センサユニット４からの検知状態を示す信号を受信して、図１０または図１１に示すような手順で処理を行い、便器洗浄駆動部１１を制御する。まず、図１０に示す第１の処理手順について説明する。
【００２９】
同図に示す第１の処理手順では、制御部１２は、センサユニット４からの信号に基づいて、センサＡが人体を検知したかどうかを判定する（Ｓ１１）。センサＡが人体を検知している場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、検知状態がしきい値Ｔ１以上経過したかを判定する（Ｓ１２）。センサＡの検知状態がＴ１以上継続していないときは（Ｓ１２：Ｎｏ）、以下の処理をスキップする。Ｔ１以上の時間連続してセンサＡが人体を検出し続けている場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、制御部１２は、便器装置のステータスを「小洗浄確定」とし、記憶部１３にこのステータスを示す情報を格納しておく。ここで、しきい値Ｔ１は、便器の前を人が通り過ぎただけのようなときに、誤検出してしまうことを防止するためのものである。従って、例えば、Ｔ１は１０〜１５秒程度でよい。以下、誤検出防止のためのしきい値は、いずれも同程度の時間でよい。
【００３０】
また、この状態は、センサＡが人体を検知したので、図７の表を参照すれば、使用者は男性であることがわかる。
【００３１】
さらにセンサＡの検知状態が継続し、しきい値Ｔ２以上継続したときは（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、制御部１２は便器装置のステータスを「大洗浄確定」とし（Ｓ１５）、記憶部１３に格納されている情報を更新する。ここで、しきい値Ｔ２は、男性の大便と小便とを区別するためのしきい値である。従って、Ｔ２は、例えば９０秒程度でよい。センサＡの検知状態がＴ２だけ継続していないときは（Ｓ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１５をスキップする。
【００３２】
次に、ステップＳ１１でセンサＡが人体を検知していないとき（Ｓ１１：Ｎｏ）、制御部１２は、センサユニット４からの信号に基づいて、センサＢが人体を検知しているかどうかを判定する（Ｓ２１）。ここで、センサＢが人体を検知している場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、検知状態が誤検出防止のためのしきい値Ｔ３以上経過しているかを判定する（Ｓ２２）。センサＢの検知状態がＴ３以上継続していないときは（Ｓ２２：Ｎｏ）、以下の処理をスキップする。Ｔ３以上の時間連続してセンサＢが人体を検出し続けているときは（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、制御部１２は、便器装置のステータスを「小洗浄確定」とし（Ｓ２３）、記憶部１３にこのステータスを示す情報を格納する。
【００３３】
なお、ステップＳ２３は、センサＡが人体を検知せず、センサＢのみが人体を検知した状態である。従って、図７を参照すれば、このときの使用者は女性であることがわかる。
【００３４】
ここで、さらにセンサＢの検知状態が継続し、しきい値Ｔ４以上継続したときは（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、制御部１２は便器装置のステータスを「大洗浄確定」とし（Ｓ２５）、記憶部１３に格納されている情報を更新する。
【００３５】
すなわち、しきい値Ｔ４は、女性の大便と小便とを区別するためのしきい値である。Ｔ４は、例えば１２０秒程度でよい。センサＢの検知状態がＴ４だけ継続していないときは（Ｓ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２５をスキップする。
【００３６】
次に、ステップＳ２１でセンサＢが人体を検知していないとき（Ｓ２１：Ｎｏ）、制御部１２は記憶部１３を参照し、便器装置のステータスを判定する。そして、ステータスが「大洗浄確定」である場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、制御部１２は便器洗浄駆動部１１に対して、大洗浄を行うよう指示をする。便器洗浄駆動部１１は、この指示に従って便器の大洗浄を行う（Ｓ４１）。これに対して、ステータスが「大洗浄確定」でなく（Ｓ３１：Ｎｏ）、かつ「小洗浄確定」である場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、制御部１２は便器洗浄駆動部１１に対して、小洗浄を行うよう指示をする。便器洗浄駆動部１１は、この指示に従って便器の小洗浄を行う（Ｓ４２）。「大洗浄確定」及び「小洗浄確定」のいずれでもないときは、何も行わない。
【００３７】
上記第１の処理手順では、センサの検知／非検知と検知状態が継続する時間とを組み合わせて男女および大洗浄／小洗浄の判定を行っていたが、図１１に示す第２の処理手順では、センサの検知／非検知のみを用いて大洗浄／小洗浄の判定を行う。以下、同図に示すフローチャートに従って説明する。
【００３８】
まず、制御部１２が、第１の処理手順と同様に、センサユニット４からの信号に基づいて、センサＡが人体を検知したかどうかを判定する（Ｓ６１）。センサＡが人体を検知している場合（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、センサＡおよびセンサＢが人体を検知しているかを判定する（Ｓ６２）。
【００３９】
ここで図７によれば、センサＡが人体を検知した場合は、使用者が男性であることがわかる。そして、センサＡが人体を検知している状態でセンサＢが人体を検知するかどうかで、男性の大便と小便とを識別することができる。
【００４０】
従って、センサＢが人体を検知した場合は（Ｓ６２：Ｙｅｓ）、男性の小便であると判定される。しかし、第１の処理手順のときと同様に、誤検出を防止するためにセンサＡおよびセンサＢの検知状態がしきい値Ｔ５以上経過したときに、制御部１２は便器装置のステータスを「小洗浄確定」とする（Ｓ６３、Ｓ６４）。
【００４１】
一方、センサＢが人体を検知しない場合は（Ｓ６２：Ｎｏ）、男性の大便であると判定される。このときも誤検出防止のため、センサＡの検知状態がしきい値Ｔ６以上経過したときに、制御部１２は便器装置のステータスを「大洗浄確定」とする（Ｓ６５、Ｓ６６）。
【００４２】
次に、ステップＳ６１でセンサＡが人体を検知しない場合は（Ｓ６１：Ｎｏ）、センサＢが人体を検知したかどうかを判定する（Ｓ７１）。
【００４３】
ここで図７によれば、センサＡが人体を検知せず、センサＢが人体を検知した場合は、使用者が女性であることがわかる。そこで、センサＢの検知状態の継続時間が、誤検出を防止するためのしきい値Ｔ７を超えるときは（Ｓ７２：Ｙｅｓ）、第１の処理手順と同様に、大小便を区別するためのしきい値Ｔ８(例えば１２０秒程度)を超えるかどうかの判定を行い、制御部１２は便器装置のステータスを「小洗浄確定」、「大洗浄確定」とする（Ｓ７３、Ｓ７５）。
【００４４】
そして、ステップＳ７１でセンサＢが人体を検知していないとき（Ｓ７１：Ｎｏ）、制御部１２は、第１の処理手順と同様に、記憶部１３を参照して現時点での便器装置のステータスを判定する。そして、ステータスが「大洗浄確定」である場合は便器装置の大洗浄を行い（Ｓ８１、Ｓ９１）、「小洗浄確定」である場合は便器装置の小洗浄を行い（Ｓ８２、Ｓ９２）、いずれでもない場合（Ｓ８２：Ｎｏ）は何も行わない。
【００４５】
これにより、便器の使用者が男性であるか、または女性であるかの判別が可能となり、大洗浄及び小洗浄の区別がより正確に行えるようになる。
【００４６】
なお、小洗浄が所定回数以上連続する場合、便器洗浄駆動部１１は小洗浄で流す水量を減らしてもよい。
【００４７】
上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る便器装置の外観図である。
【００４９】
【図２】便器装置に装着されているセンサユニットの正面図である。
【００５０】
【図３】人体検知センサの水平方向の検知範囲を示す、便器装置が設置されたトイレブースの上面図である。
【００５１】
【図４】人体検知センサの垂直方向の検知範囲を示す、便器装置の側面図である。
【００５２】
【図５】着座時の男女別足位置（平均値）とセンサの検出範囲を示す図である。
【００５３】
【図６】男性の着座時の足位置及び立ち位置とセンサの検出範囲を示す図である。
【００５４】
【図７】男女別のセンサの検出状態を示す表である。
【００５５】
【図８】便器装置の機能ブロック図である。
【００５６】
【図９】発光素子に電流を流すタイミングを示す図である。
【００５７】
【図１０】便器装置の第１の処理手順を示すフローチャートである。
【００５８】
【図１１】便器装置の第２の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１…便器本体、２…衛生洗浄装置、３…便蓋、４…センサユニット、５…袴部、７…床面、１１…便器洗浄駆動部、１２…制御部、２０…トイレブース、３１，３２…検知範囲。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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